JP2002351159A

JP2002351159A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002351159A
Application number: JP2001158598A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Goto; 五藤　　宏史; Koji Kato; 公二加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2021-05-28
Also published as: JP4854134B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動両面印字可能な画像形成装置を低コスト
にて提供する。【解決手段】中間排紙ローラー（スイッチバック搬送
手段）１３ａと定着器１２を駆動する正逆転可能な第１
モータ（第１の駆動源）２１と、少なくとも画像形成部
Ａ１の駆動部分を駆動する第２モータ（第２の駆動源）
１８とを有し、第１モータ２１と定着器１２間に、第１
モータ２１が正転する際には定着器１２への駆動伝達を
行い、逆転する際には定着器１２への駆動伝達を行わな
い定着駆動伝達機構（動力伝達手段）Ｃを設けたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式プリン
タ等の画像形成装置に関し、特に、定着器の搬送方向下
流側にシートの搬送方向を逆転させるスイッチバック搬
送手段を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式プリンタなどの画像形成装置
において、紙などのシートの両面に自動印字を行うため
のシート搬送パスを有するものがある。こういった装置
は一般に、シートの片面に印字した後に、シートを反転
させて再び画像形成部へ搬送することによって二面目に
印字を行うように構成されている。

【０００３】シートの両面に印字可能な画像形成装置と
して、図６に示すような電子写真式プリンタが提案され
ている。

【０００４】すなわち、シートＳにトナー画像を形成す
る画像形成部１０１と、シートＳに形成されたトナー画
像をシートＳに定着させる定着器１０２と、この定着器
１０２の搬送方向下流側に設けられシートＳを装置の機
外へ排出するシート排出手段１０３と、定着器１０２の
搬送方向下流側に設けられシートＳの搬送方向を逆転さ
せるスイッチバック搬送手段１０４と、スイッチバック
搬送手段１０４と画像形成部１０１に対してシート搬送
方向上流側のシート搬送路１０５とを連通する再給紙搬
送路１０６と、を備えた構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、図６の装置では
装置をより小型化するための方策として、画像形成部１
０１の転写ローラー１０１ａから定着器１０２に至る距
離Ｌが短く設定されている。こうした装置では、転写ロ
ーラー１０１ａから定着器１０２にかけてのシートＳの
たるみが少ないために、転写から定着の間で上記シート
搬送速度変動によって、転写ローラー１０１ａから定着
器１０２にかけてのシートＳのテンションがより変動し
やすく、画像の伸び、乱れといった問題を生じることが
あった。

【０００６】こうした問題を解決するための手段とし
て、特開平７−２６１５８４号公報の加熱装置及び画像
形成装置が提案されている。この方法では、主に定着器
を駆動するモータ（定着系モータ）と、画像形成部を中
心とする他の被駆動部を駆動するモータが別モータであ
るため、定着系モータの駆動速度をコントロールするこ
とによって、転写ローラー１０１ａから定着器１０２に
かけてのシートのテンションが変動しないように制御
し、上記問題の解決を図ることが可能となっている。

【０００７】ここで、図６の装置に対して、上記モータ
構成（主に定着器１０２を駆動するモータと、画像形成
部１０１を中心とする他の被駆動部を駆動するモータが
別モータとなっている）を適用した場合、反転するシー
ト排出手段１０３を駆動するために更に一つのモータ
（計３個）が必要となり、モータ（駆動源）に要するコ
ストが増大するという問題を有していた。

【０００８】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、自動両面印字可能な画像形成装置を低コストにて提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シートにトナー画像を形成する画像形成
部と、シートに形成されたトナー画像をシートに定着さ
せる定着器と、該定着器の搬送方向下流側に設けられシ
ートを装置の機外へ排出するシート排出手段と、前記定
着器の搬送方向下流側に設けられシートの搬送方向を逆
転させるスイッチバック搬送手段と、該スイッチバック
搬送手段と画像形成部に対してシート搬送方向上流側の
シート搬送路とを連通する再給紙搬送路と、を備えた画
像形成装置において、少なくとも前記スイッチバック搬
送手段と定着器を駆動する正逆転可能な第１の駆動源
と、少なくとも前記画像形成部の駆動部分を駆動する第
２の駆動源とを有し、前記第１の駆動源と定着器間に、
前記第１の駆動源が正転する際には定着器への駆動伝達
を行い、逆転する際には定着器への駆動伝達を行わない
動力伝達手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】スイッチバック搬送手段はシート排出手段
と同一であってもよい。

【００１１】また、定着器が、加熱体と、加熱体と圧接
しながら回転する回転体とから構成されており、回転体
が第１の駆動源によって駆動されていることが好適であ
る。

【００１２】また、第１の駆動源の駆動速度が可変であ
ることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００１４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置と
して、レーザープリンタに用いた例について説明する。

【００１５】図１は、実施の形態に係る画像形成装置Ａ
についての断面図である。図２、３は、画像形成装置Ａ
を裏面側から見た駆動部側面図である。

【００１６】画像形成装置Ａは、シートＳにトナー画像
を形成する画像形成部Ａ１と、シートＳに形成されたト
ナー画像をシートに定着させる定着器１２と、定着器１
２の搬送方向下流側に設けられシートＳを装置の機外へ
排出するシート排出手段を構成する排出ローラー１４
と、定着器１２の搬送方向下流側に設けられシートＳの
搬送方向を逆転させるスイッチバック搬送手段を構成す
る中間排紙ローラー１３ａと、この中間排紙ローラー１
３ａと画像形成部Ａ１に対してシート搬送方向上流側の
シート搬送路Ｂ１とを連通する再給紙搬送路Ｂ２と、を
備えている。

【００１７】画像形成部Ａ１は、感光ドラム３を備えた
プロセスカートリッジ２と、感光ドラム３上にレーザー
Ｌによって画像情報を書き込むレーザースキャナー１
と、感光ドラム３に形成されたトナー画像をシートＳに
転写するための転写ローラー４と、を備えている。プロ
セスカートリッジ２はいわゆる静電写真プロセスによっ
て感光ドラム３上にトナー画像を形成するもので、不図
示の帯電器、現像器、クリーナなどが組み込まれてい
る。

【００１８】すなわち、得られた画像情報に基づいたレ
ーザーＬをレーザースキャナー１によって発射し、プロ
セスカートリッジ２に内蔵され一様に帯電された感光ド
ラム３上にレーザーＬを照射する。すると感光ドラム３
上には潜像が形成され、潜像が現像器によってトナー画
像として現像化される。

【００１９】一方、記録紙積載板５上に積載されたシー
トＳは、給紙ローラー６、および分離パッド７によって
１枚ずつ分離されながら給紙され、シート搬送路Ｂ１に
配される中間ローラー８と搬送ローラー９によって、さ
らに下流側に搬送され、この搬送されたシートＳ上に、
上述の感光ドラム３上に形成されたトナーによる顕像が
転写ローラー４によって転写される。

【００２０】そして、この未定着のトナー像が形成され
たシートＳは、さらに下流側に搬送され、内部に熱源を
有する定着器１２によってトナー像が定着されて、その
後、片面のみ印字する場合は、中間排紙ローラー１３ａ
を経て、排出ローラー１４によって機外に排出される。

【００２１】次に、シートの両面に印字する場合の装置
の構成について説明する。

【００２２】排出ローラー１４は、正逆転可能に構成さ
れている。ここで、シートＳ１の後端が中間排紙ローラ
ー１３ａと中間排紙コロ１３ｂで形成されるニップを抜
けて、図の実線の位置まで来た時に、排出ローラーは逆
転動作を始める。即ち、これまで回転していた矢印Ｙの
向きとは逆向きに回転する。

【００２３】なお、シートの通過検知に関して、センサ
アーム１９とセンサアーム１９の動きを検知するフォト
インタラプタ（図示せず）によって行う。すなわち、シ
ートがセンサアーム１９を通過する際には、センサアー
ム１９は図の実線の位置にあり、そうでない時は破線の
位置にある。この位置の違いをフォトインタラプタによ
って検出することでシートの後端位置を検出し、排出ロ
ーラー１４の逆転動作開始のタイミングを決定する。

【００２４】この逆転動作によって、シートはガイド１
６に沿って下方へ搬送され、スイッチコロ１５と中間排
紙ローラー１３ａで形成されるニップに導かれる。この
後、シートは中間排紙ローラー１３ａに搬送され、両面
搬送ローラー１７を経て中間ローラー８に到達する。そ
して、１面目に画像形成を行ったのと同様に転写ローラ
ー４にて画像を転写され、定着器１２、中間排紙ローラ
ー１３ａを経て排出ローラー１４によって機外に排出さ
れる。

【００２５】ここで、定着器１２の構成について、詳細
に説明する。

【００２６】図５に定着器１２の断面についての拡大図
を示す。

【００２７】定着器１２は、加圧部材駆動式・テンショ
ンレスタイプのフィルム加熱方式の加熱装置であり（特
開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４
９８０〜２０４４８４号公報等）、加熱体としての定着
フィルム１２ｂと、定着フィルム１２ｂと圧接しながら
回転する回転体としての定着加圧ローラー１２ｄとから
構成されている。

【００２８】１２ａは耐熱性樹脂製のステイであり、エ
ンドレス耐熱性フィルム（定着フィルム）１２ｂの内面
ガイド部材となるとともに、加熱体としてのヒータ１２
ｃを有している。定着フィルム１２ｂは、ヒータ１２ｃ
を含む上記ステイ１２ａに外嵌させてある。この定着フ
ィルム１２ｂの内周長とヒータ１２ｃを含むステイ１２
ａの外周長は、定着フィルム１２ｂの方を大きくしてあ
り、従って定着フィルム１２ｂはステイ１２ａに対して
周長が余裕を持ってルーズに接している。

【００２９】定着加圧ローラー１２ｄはヒータ１２ｃと
の間で定着フィルム１２ｂを挟んで圧接ニップである定
着部Ｎを形成し、定着フィルム１２ｂを駆動する。定着
加圧ローラー１２ｄは、金属軸と、金属軸に外装したシ
リコンゴムから構成されている。

【００３０】ここでヒーター１２ｃの加熱に伴って、定
着加圧ローラー１２ｄは時間の経過とともに温度上昇す
るため、この際にゴム部の熱膨張により外径が大きくな
る。定着加圧ローラー１２ｄは通常一定回転数で回転駆
動されているため、定着加圧ローラー１２ｄが高温の時
には低温の時よりも熱膨張が大きくなって回転周速度が
増加し、シート搬送速度が速くなってしまう。

【００３１】そして、スイッチバック搬送機構Ａ３と定
着器１２を駆動する正逆転可能な第１の駆動源としての
第１モータ２１と、画像形成部Ａ１の駆動部分を駆動す
る第２の駆動源としての第２モータ１８を有している。

【００３２】第１モータ２１は、定着器１２を構成する
定着加圧ローラー１２ｄ、スイッチバック搬送手段を構
成する中間排紙ローラー１３ａと共に、シート排出手段
を構成する排出ローラー１４、および両面搬送ローラー
１７を駆動する。第１モータ２１はステップモータにて
構成されており、スピードコントロールおよび正逆両方
向の回転が可能となっている。

【００３３】第２モータ１８は、画像形成部Ａの駆動部
を構成する感光ドラム３、転写ローラー４、中間ローラ
ー８と共に、搬送ローラー９、給紙ローラー６を駆動す
る。この第２モータは、ＤＣモータによって構成されて
いる。

【００３４】２２は、シートＳの通過を検知する再給紙
センサアームであり、再給紙センサアーム２２とその動
きを検知するフォトインタラプタ（図示せず）によっ
て、シートＳの通過の検知を行う。

【００３５】図２は、装置Ａの第１モータ２１の周辺の
駆動機構を、図１の裏面側から見た側面図である。

【００３６】すなわち、第１モータ２１と定着器１２の
定着加圧ローラー１２ｄ間に、第１モータ２１が正転す
る際には定着器１２への駆動伝達を行い、逆転する際に
は定着器１２への駆動伝達を行わない動力伝達手段とし
ての定着駆動伝達機構Ｃが設けられている。

【００３７】図２において、２１ａは第１モータ２１の
モータ軸に取り付けられたモータギア、３９は定着加圧
ローラー１２ｄに取り付けられた加圧ローラーギア、４
８は中間排紙ローラー１３ａに取り付けられた中間排紙
ローラーギア、４９は同じく中間排紙ローラー１３ａに
取り付けられた中間排紙ローラープーリ、３５は排出ロ
ーラー１４に取り付けられた排出ローラーギア、５３は
両面搬送ローラー１７に取り付けられた両面搬送ローラ
ープーリである。３１，３６は二つの歯車が一体となっ
て形成された二段ギアである。また、３２，３３，３
４，３７，４１，４５，４６，４７はアイドラギアであ
る。

【００３８】定着駆動伝達機構Ｃは、モータギア２１
ａ、二段ギア３６、アイドラギア３７および加圧ローラ
ーギア３９により構成される歯車伝達機構Ｃ１と、加圧
ローラーギア３９と定着加圧ローラー１２ｄの間に配設
されるワンウェイクラッチ３８によって構成される。ワ
ンウェイクラッチ３８は、矢印Ｖの方向（定着加圧ロー
ラー１２ｄの正転方向）の駆動力のみを加圧ローラーギ
ア３９から定着加圧ローラー１２ｄに伝達する。

【００３９】４２は、アイドラギア４１のギア軸４０を
中心に回動自在に設けられた振子アームである。振子ア
ーム４２には、ギア軸４４を中心に回転可能な振子ギア
４３が設けられている。

【００４０】５１は、アイドラプーリである。中間排紙
ローラープーリ４９とアイドラプーリ５１、およびアイ
ドラプーリ５１と両面搬送ローラープーリ５３にはそれ
ぞれ第１駆動ベルト５０、および第２駆動ベルト５２が
かけられている。このため、第１駆動ベルト４８、およ
び第２駆動ベルト５０によって両面搬送ローラープーリ
５３に駆動力が伝達される。

【００４１】図４に駆動部の上面展開図を示す。この図
は、モータギア２１ａから排出ローラーギア３５に至る
ギア列３３，３４の構成を示している。図４に示すよう
に、フレーム５４にモータ２１が取り付けられている。
また駆動側板５５に各ギア軸が取り付けられており、ギ
ア軸を中心に回転可能なギア列によって、モータ２１の
駆動力が排出ローラーギア３５、および排出ローラー１
４に伝達される。他のローラーへの駆動伝達も同様に、
フレーム５４と駆動側板５５に挟まれたギア列によって
行われる。

【００４２】シートＳが給送ローラー６によって給送さ
れた後、シートＳの後端が定着加圧ローラー１２ｄを抜
けるまで、モータギア２１ａ、加圧ローラーギア３９お
よび定着加圧ローラー１２ｄ、中間排紙ローラーギア４
８および中間排紙ローラー１３ａ、排出ローラギア３５
および排出ローラー１４は、図２の矢印に示す向きに回
転している。この時、振子アーム４２は、アイドラギア
４１から振子ギア４３を介しての力の伝達により図２の
位置に静止しており、振子ギア４３は図示の向きに回転
してアイドラギア４５に駆動を伝達している。

【００４３】次に、シートＳ１に自動両面プリントを行
う場合の再給紙動作について説明する。

【００４４】シートＳ１が中間排紙ローラー１３ａを抜
けて図１の位置まで到達すると、第１モータ２１は、図
２の矢印とは逆方向に回転を始める。

【００４５】ここでアイドラギア４１は、図２の矢印と
は逆の向きへ回転を始めようとするため、振子アーム４
２全体として矢印Ｙの方向へ回転する力が加わることと
なる。その結果、振子アーム４２は矢印Ｙの方向へ回転
を始め、図３に示す位置まで回動する。ここで振子ギア
４３はアイドラギア４６と連結する。これによって、そ
の下段のギアの動力伝達によって、中間排紙ローラーギ
ア４８は図２と同様の向きに回転する。更に、ベルト５
０，５２による駆動の伝達により、両面搬送ローラープ
ーリ５３も同様の向きに回転する。

【００４６】ここで、加圧ローラーギア３９は図３の図
示の向きに回転するが、ワンウェイクラッチ３８の作用
によって、定着加圧ローラー１２ｄには駆動が伝達され
ない。このため、第１モータ２１が反転する際には、定
着加圧ローラー１２ｄは静止したままである。

【００４７】シートの先端が再給紙センサアーム２２に
達すると第１モータは再び正転し始め、図２に示す位置
に振子アーム４２が戻る。これによって、各ローラーは
元の回転速度に戻って、シートを搬送する。

【００４８】この後、シートは中間排紙ローラー１３ａ
に搬送され、両面搬送ローラー１７を経て中間ローラー
８に到達する。そして、転写ローラー４にて２面目に画
像を転写され、定着器１２、中間排紙ローラー１３ａを
経て排出ローラー１４によって機外に排出される。

【００４９】ここで、定着加圧ローラー１２ｄが逆方向
に回転しないように構成されている利点について説明す
る。

【００５０】通常、図１の装置において定着フィルム１
２ｂは定着加圧ローラー１２ｄの順方向への回転によっ
て、図５に示すようなたるみＶが生じている。このた
め、定着フィルム１２ｂの下流側にはフィルムのたるみ
のためにスペースが設けられている。

【００５１】しかしながら定着加圧ローラー１２ｄが逆
転すると仮定した場合、定着フィルム１２ｂもそれに従
動して逆転する。この場合、定着フィルム１２ｂの上流
側にたるみができることになる。ここで通常、定着器１
２入口部においてシートをニップに導く定着入口ガイド
１８は、シートＳをニップへ精度良く導くためにニップ
との間のクリアランスｄを小さくして取り付けられてい
る。従って、定着フィルム１２ｂの上流側にたるみがで
きると、結果として定着フィルム１２ｂと定着入口ガイ
ド１８が接触してしまう。定着フィルム１２ｂは極めて
薄く形成されているため、この接触によって破れてしま
うことがある。

【００５２】しかしながら本実施の形態では、前述のよ
うに、定着加圧ローラー１２ｄが１方向へのみ回転する
ように構成されているため、こうした問題を生じること
がない。

【００５３】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態によれば、排出ローラー１４を反転させるために上
記２個のモータ２１，１８に加えて新たに正転・逆転可
能なモータを付け加える必要がない。従って本実施の形
態によれば、低コストにて自動両面プリント可能な画像
形成装置を提供することができる。

【００５４】なお、スイッチバック搬送手段としての中
間排紙ローラー１３ａとシート排出手段としての排出ロ
ーラー１４とを別にしているが、排出ローラー１４を省
略し、スイッチバック搬送手段とシート排出手段とを、
同一の中間排紙ローラー１３ａによって兼用してもよ
い。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
イッチバック搬送手段と定着器を駆動する正逆転可能な
第１の駆動源と、画像形成部の駆動部分を駆動する第２
の駆動源とを有し、第１の駆動源が正転する際には定着
器への駆動伝達を行い、逆転する際には定着器への駆動
伝達を行わない動力伝達手段を設けたことにより、両面
印字可能な画像形成装置を低コストにて提供することが
できる。

【００５６】スイッチバック搬送手段をシート排出手段
と同一とすれば、装置構成をより簡素化できる。

【００５７】定着器が、加熱体と、加熱体と圧接しなが
ら回転する回転体とから構成されており、回転体が第１
の駆動源によって駆動されている場合に、回転体が逆転
することが無いので、正逆転による加熱体のたるみ等が
生じない。

【００５８】第１の駆動源の駆動速度を可変とすれば、
画像形成部から定着器間のシートのテンションが変動し
ないように制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成
を示す断面図である。

【図２】図１の装置の駆動機構を示す側面図である。

【図３】図２の駆動機構の両面画像形成時の動作を示す
説明図である。

【図４】図２の駆動機構の上面図である。

【図５】図１の装置の定着器断面の拡大図である。

【図６】従来の画像形成装置の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１２定着器１２ｂ定着フィルム（加熱体）１２ｄ定着加圧ローラー（回転体）１３ａ中間排紙ローラー（スイッチバック搬送手段）１４排出ローラー（シート排出手段）１５スイッチコロ１８第２モータ（第２の駆動源）２１第１モータ（第１の駆動源）Ｃ定着駆動伝達機構（駆動伝達手段）Ｃ１歯車伝達機構３８ワンウェイクラッチＢ１シート搬送路（画像形成部Ａ１上流側）Ｂ２再給紙搬送路４２振子アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６５Ｈ 85/00 Ｂ６５Ｈ 85/00 ３Ｆ０５３Ｇ０３Ｇ 15/20 １０２Ｇ０３Ｇ 15/20 １０２３Ｆ１００ 21/14 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2H027 ED17 ED19 ED25 EE03 2H028 BA06 BA09 BB04 2H033 AA21 BB29 BB30 BB37 BE03 CA36 2H072 AA16 AA22 AA32 AB09 CA01 CB01 CB03 FB01 JA02 JA08 3F049 AA10 DA12 EA10 EA17 LA07 LB03 3F053 BA03 BA12 BA19 LA07 LB03 3F100 AA02 CA13 CA15 CA17 EA04 EA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートにトナー画像を形成する画像形成部
と、シートに形成されたトナー画像をシートに定着させ
る定着器と、該定着器の搬送方向下流側に設けられシー
トを装置の機外へ排出するシート排出手段と、前記定着
器の搬送方向下流側に設けられシートの搬送方向を逆転
させるスイッチバック搬送手段と、該スイッチバック搬
送手段と画像形成部に対してシート搬送方向上流側のシ
ート搬送路とを連通する再給紙搬送路と、を備えた画像
形成装置において、少なくとも前記スイッチバック搬送手段と定着器を駆動
する正逆転可能な第１の駆動源と、少なくとも前記画像
形成部の駆動部分を駆動する第２の駆動源とを有し、前記第１の駆動源と定着器間に、前記第１の駆動源が正
転する際には定着器への駆動伝達を行い、逆転する際に
は定着器への駆動伝達を行わない動力伝達手段を設けた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】スイッチバック搬送手段がシート排出手段
と同一であることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】定着器が、加熱体と、加熱体と圧接しなが
ら回転する回転体とから構成されており、該回転体が第
１の駆動源によって駆動されていることを特徴とする請
求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】第１の駆動源の駆動速度が可変であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の画
像形成装置。